有機ＥＬ装置の製造方法
【課題】有機溶剤に対する溶解性が低い低分子系の有機ＥＬ材料を、液相法を応用することで画素領域に選択的に配するようにした、有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】第１電極１１１と第２電極との間に有機発光層１１０ｂを含む有機機能層を有した有機ＥＬ装置の製造方法である。第１電極１１１上に、溶媒１３２に可溶な分散材を液相法で成膜し、分散材膜１３０を形成する工程と、分散材膜１３０上に、溶媒１３２に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜１３１を形成する工程と、有機発光材料膜１３１上に溶媒１３２を配し、分散材膜１３０を溶媒１３２中に再溶解させるとともに、有機発光材料膜１３１を構成する有機発光材料を溶媒１３２中に分散させて液状層１３３とする工程と、液状層１３３を乾燥し、溶媒１３２を除去して分散材と有機発光材料とを固化し、有機発光層１１０ｂを形成する工程と、を備えている。
【解決手段】第１電極１１１と第２電極との間に有機発光層１１０ｂを含む有機機能層を有した有機ＥＬ装置の製造方法である。第１電極１１１上に、溶媒１３２に可溶な分散材を液相法で成膜し、分散材膜１３０を形成する工程と、分散材膜１３０上に、溶媒１３２に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜１３１を形成する工程と、有機発光材料膜１３１上に溶媒１３２を配し、分散材膜１３０を溶媒１３２中に再溶解させるとともに、有機発光材料膜１３１を構成する有機発光材料を溶媒１３２中に分散させて液状層１３３とする工程と、液状層１３３を乾燥し、溶媒１３２を除去して分散材と有機発光材料とを固化し、有機発光層１１０ｂを形成する工程と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子を備えてなる有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）は、低電圧で高輝度の発光が得られるとして注目されている。
ところで、このような有機ＥＬ装置における有機発光層を形成する有機ＥＬ材料（有機発光材料）としては、大きく分けて高分子系のものと低分子系のものとに分類される。高分子系材料は、有機溶媒に対する溶解性が比較的高く、したがってインクジェット法等の液滴吐出法による選択塗布が可能となり、材料の無駄がなく、また製造が容易であるなどの利点がある。
【０００３】
一方、低分子系材料は、高分子系材料に比べて発光特性に優れているものが多いものの、π共役系の広がりを確保するため剛直な骨格を有するものが多く、したがって有機溶媒に対する溶解性が一般的に低くなっている。特に、金属錯体等の低分子系材料では、有機溶媒に対する溶解性が非常に低くなっている。そのため、低分子系材料の多くは液滴吐出法等のウエットプロセス（液相法）には不向きであり、例えば抵抗加熱による真空蒸着法を用いたドライプロセス（気相法）で成膜されている。
【０００４】
しかしながら、製造コスト等を考えると、前記したように選択塗布（インクジェット法など）が可能である方が有利であり、したがって発光特性の良い低分子系材料を、液相法で成膜することが検討されている。
このような背景のもとに、特許文献１では、低分子系の有機ＥＬ材料の溶解性を向上させるため、この有機ＥＬ材料にアルキル側鎖等を修飾し、有機溶剤に対する溶解性を高めることで液相法での成膜を可能にした材料が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２８１６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、溶解性を向上させるため有機ＥＬ材料にアルキル側鎖等を導入することは、有機ＥＬ材料の熱安定性の低下やキャリア輸送性（導電性）の低下を招き、素子特性、特に寿命を損なう要因になってしまう。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、有機溶剤に対する溶解性が低い低分子系の有機ＥＬ材料を、アルキル側鎖等を導入することなく、液相法を応用することで画素領域に選択的に配するようにした、有機ＥＬ装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、第１電極と第２電極との間に少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有した有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記第１電極上に、溶媒に可溶な分散材を液相法で成膜し、分散材膜を形成する工程と、前記分散材膜上に、前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程と、前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配し、前記分散材膜を該溶媒中に再溶解させるとともに、前記有機発光材料膜を構成する有機発光材料を該溶媒中に分散させて液状層とする工程と、前記液状層を乾燥し、該液状層中の溶媒を除去して前記分散材と前記有機発光材料とを固化し、有機発光層を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、例えば低分子系の有機発光材料（有機ＥＬ材料）のように溶媒に対する溶解性が低い材料でも、これを気相法で分散材膜上に成膜した後、溶媒で前記分散材膜を再溶解させることにより、前記有機発光材料膜を構成する有機発光材料を該溶媒中に分散させることができる。したがって、その後この溶媒を含む液状層を乾燥し、該液状層中の溶媒を除去して前記分散材と前記有機発光材料とを固化することにより、前記分散材中に前記有機発光材料が分散した有機発光層を形成することができる。
このように、溶媒に対する溶解性が低い有機発光材料を、分散材の再溶解によって該分散材中に分散させることができるので、結果的に液相法を応用して前記有機発光材料を画素領域に選択的に配することができるようになる。
また、このようにして形成された有機発光層は、有機発光材料が分散材中に分散しているので、濃度消光がない良好な発光特性を有するものとなる。
【０００９】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記分散材膜を形成する工程の前に前記第１電極上に正孔注入層を形成する工程を有し、前記分散材膜を、前記正孔注入層上に形成するのが好ましい。
このようにすれば、第１電極と有機発光層との間に正孔注入層が介在することにより、第１電極を陽極とすることで有機発光層により良好に正孔が注入されるようになる。
【００１０】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記分散材はキャリア輸送性を有しているのが好ましい。
分散材がキャリア輸送性、すなわち正孔輸送性あるいは電子輸送性を有することにより、有機発光層の導電性が良好になる。したがって、第１電極あるいは第２電極から移動してきた正孔あるいは電子を、この有機発光層内でより良好に移動させ、前記有機発光材料に輸送することができる。
【００１１】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記第１電極を区画する隔壁部を形成する工程を有し、前記分散材膜を形成する工程は、前記隔壁部で区画された領域の前記第１電極上に分散材膜を形成するのが好ましい。
このようにすれば、隔壁部で区画された領域、すなわち隔壁部内で、分散材の再溶解、発光材料の溶媒中への分散を行うことができる。したがって、隔壁部で囲まれた領域毎に、前記分散材中に前記有機発光材料が分散してなる有機発光層を確実に形成することができる。
【００１２】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配する際、該溶媒を液滴吐出法により、前記隔壁部で区画された領域に選択的に配するのが好ましい。
このようにすれば、前記溶媒を前記隔壁部内に、容易にかつ正確に配することができる。
【００１３】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程は、マスクを用いた真空蒸着法により、前記分散材膜上に前記有機発光材料を選択的に配することで行うのが好ましい。
マスクを用いた真空蒸着法による選択的な成膜では、マスクの合わせずれを無くすのが困難となる場合が多いが、この方法では、一旦形成した有機発光材料膜を、前記したように後工程において溶媒中に分散させるため、形成した有機発光材料膜についてはその位置ずれが問題とならない。したがって、成膜時のマージンが大きく、これにより真空蒸着法による選択的成膜を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面を参照して詳しく説明する。
まず、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の説明に先立ち、この方法で製造される有機ＥＬ装置の概略構成について説明する。なお、本実施形態では、参照する各図面における各層や各部材については、図面上で認識可能な程度の大きさとするため、それぞれ縮尺を異ならせて記載している。
【００１５】
（有機ＥＬ装置）
図１は、本発明の製造方法により製造された有機ＥＬ装置の、配線構造を示す等価回路図、図２は、該有機ＥＬ装置を模式的に示す平面図、図３は、該有機ＥＬ装置の表示領域を模式的に示す要部側断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係る有機ＥＬ装置は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に対して並列する方向に延びる複数の電源線１０３とがそれぞれ設けられた構成を有している。走査線１０１及び信号線１０２の各交点付近には、画素領域Ｐが設けられている。
【００１７】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が接続されている。
画素領域Ｐの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量ｃａｐと、該保持容量ｃａｐによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ１２３と、この駆動用薄膜トランジスタ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極；第１電極）１１１と、この画素電極１１１と対向電極（陰極；第２電極）１２との間に位置する有機機能層１１０とが設けられている。そして、画素電極１１１および対向電極１２と、これらの間に挟持された有機機能層１１０とにより、有機ＥＬ素子が構成されている。
【００１８】
走査線１０１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて駆動用の薄膜トランジスタ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに有機機能層１１０を介して陰極１２に電流が流れる。すると、有機機能層１１０では流れる電流量に応じて発光する。
【００１９】
この有機ＥＬ装置は、図３に示すようにガラス等からなる透明な基板２と、前記有機ＥＬ素子を基板２上にマトリックス状に配置して形成されたＥＬ素子部１１と、ＥＬ素子部１１上に形成された陰極１２とを備えて構成されたものである。
基板２は、図２に示すようにその中央に位置する表示領域２ａと、周縁に位置して表示領域２ａを囲む非表示領域２ｃとに区画されている。なお、表示領域２ａは、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子によって形成された領域であり。
【００２０】
また、非表示領域２ｃには、前記の電源線１０３が配設されており、表示領域２ａの両側には、前記の走査側駆動回路１０５、１０５が配置されている。さらに、走査側駆動回路１０５、１０５の両側には、走査側駆動回路１０５、１０５に接続する駆動回路用制御信号配線１０５ａと駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。表示領域２ａの図示上側には製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行う検査回路１０６が配置されている。
【００２１】
また、この有機ＥＬ装置には、図３に示すように基板２上に、ＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４、有機機能層１１０が形成されたＥＬ素子部１１及び陰極１２が順次積層されて構成されている。ここで、この有機ＥＬ装置は、有機機能層１１０から基板２側に発した光が、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射するとともに、有機機能層１１０から基板２の反対側に発し光が、陰極１２で反射して回路素子部１４及び基板２を透過し、基板２の下側（観測者側）に出射する、ボトムエミッション型となっている。なお、前記陰極１２として透明な材料を用いれば、陰極側から発光光を出射するトップエミッション型とすることもできる。透明な陰極材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ等を挙げることができる。
【００２２】
基板２上にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成されており、この下地保護膜２ｃ上に、回路素子部１４が形成されている。この回路素子部１４には、多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が前記下地保護膜２ｃ上に形成されており、この半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂと、チャネル領域１４１ｃとが形成されている。
【００２３】
また、前記下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成され、ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線１０１）が形成され、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。ゲート電極１４３は、半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂには、これらを貫通して、半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ通じるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。
【００２４】
そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極（第１電極）１１１が所定の形状にパターニングされて形成されており、一方のコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に通じている。また、他方のコンタクトホール１４６は電源線１０３に通じている。このような構成により、回路素子部１４には各画素電極１１１に接続された駆動用の薄膜トランジスタ１２３が形成されている。
【００２５】
ＥＬ素子部１１は、各画素電極１１１を区画してその内部に画素領域を形成する隔壁部１１２と、該隔壁部１１２の内部にて前記画素電極１１１上に形成された有機機能層１１０とを有して構成されている。隔壁部１１２は、基板２側に設けられたＳｉＯ２等からなる無機隔壁１１２ａと、この無機隔壁１１２ａに設けられたアクリル樹脂等からなる有機隔壁１１２ｂとによって構成されている。これら隔壁部１１２および有機機能層１１０上には、これらを覆って陰極（第２電極）１２が設けられている。なお、無機隔壁１１２ａには、画素電極１１１を露出させる下部開口部が形成されており、有機隔壁１１２ｂには、前記の下部開口部に連通する上部開口部が形成されている。
【００２６】
隔壁部１１２の内部、すなわち前記下部開口部および上部開口部の内部に形成された有機機能層１１０は、画素電極１１１上に設けられた正孔注入層１１０ａと、正孔注入層１１０ａ上に形成された有機発光層１１０ｂとから構成されている。
正孔注入層１１０ａは、有機発光層１１０ｂに正孔を注入する機能を有するとともに、正孔注入層１１０ａ内部において正孔を輸送する機能を有している。また、有機発光層１１０ｂでは、正孔注入層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子とが再結合し、発光するようになっている。したがって、正孔注入層１１０ａを画素電極１１１と有機発光層１１０ｂとの間に設けることにより、有機発光層１１０ｂに正孔がより良好に注入されるようになり、有機発光層１１０ｂの発光特性が向上する。
【００２７】
ここで、正孔注入層１１０ａの形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルフォン酸との混合物、具体的には、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水等に分散させた分散液などが用いられる。
【００２８】
また、有機発光層１１０ｂは、分散材中に有機発光材料が分散してなるものである。この有機発光層１１０ｂの形成材料としては、有機溶媒と、この有機溶媒に可溶な分散材と、この有機溶媒に不溶な有機発光材料（有機ＥＬ材料）とが用いられている。有機溶媒としては、特に限定されることなく種々のものが用いられるが、後述するように有機発光層１１０ｂが正孔注入層１１０ａ上に形成されることから、この正孔注入層１１０ａを再溶解させないよう、例えば非極性の有機溶媒が好適に用いられ、具体的には、キシレンやシクロヘキシルベンゼンなどが好適に用いられる。
【００２９】
分散材としては、前述したように前記有機溶媒に対して良好な溶解性を有する有機材料が用いられる。その溶解性については、常温で０．１重量％以上溶解するものであればよいが、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上溶解するものが用いられる。この分散材としては、キャリア輸送性、すなわち正孔輸送性あるいは電子輸送性を有しているのが好ましく、このようにキャリア輸送性を有することにより、有機発光層１１０ｂの導電性を高めることができる。このような分散材としては、例えば正孔輸送性を有するポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］や、2-(4-tert-Butylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazol等のオキサジアゾール誘導体等が好適に用いられる。
【００３０】
有機発光材料としては、前述したように前記有機溶媒に対して不溶な、すなわち溶解性が極めて低い有機材料が用いられる。その溶解性については、常温で１０重量％以上溶解しないものであればよいが、好ましくは３重量％以下、より好ましくは１重量％以下しか溶解しないものが用いられる。このような有機発光材料として具体的には、電子輸送性を有する８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体［Ａｌｑ３］や、トリス−２−フェニルピリジン−イリジウム［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］、さらには、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子系材料が好適に用いられる。
【００３１】
なお、本発明においては、有機発光層１１０ｂは単色の発光をなすものであってもよく、また、赤色、緑色、青色の三色の発光をなし、これによってフルカラー表示を可能にするものであってもよい。フルカラー表示を行う場合、前記隔壁部１１２で区画されてなる領域毎に、赤色発光をなす有機発光層１１０ｂと緑色発光をなす有機発光層１１０ｂと青色発光をなす有機発光層１１０ｂとを適宜に配置し、これら赤・緑・青の発光層を一つの画素とすることにより、フルカラー表示をなすことができる。
【００３２】
陰極１２は、ＥＬ素子部１１の全面に形成されたもので、画素電極１１１と対になって有機機能層１１０に電流を流す役割を果たしている。この陰極１２は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とがこの順に積層されて構成されている。アルミニウム層は、発光層１１０ｂから発した光を基板２側に反射させる反射膜としても機能するものである。なお、Ａｌ膜に代えて、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜等を用いることもできる。さらにアルミニウム層上に、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等からなる酸化防止用の保護層を設けてもよい。
また、発光層１１０ｂと陰極１２との間にＬｉＦ等の電子注入・輸送層を設け、発光効率をより高めるようにしてもよい。
【００３３】
なお、図３に示すＥＬ素子部１１上には、図示しないものの封止部が備えられる。この封止部は、例えば基板２の周囲に環状に封止樹脂を塗布し、さらに封止缶によって封止することで形成することができる。前記封止樹脂は、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなり、特に、熱硬化樹脂の１種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。この封止部は、陰極１２またはＥＬ素子部１１内に形成された発光層の酸化を防止する目的で設けられる。また、前記封止缶の内側には水、酸素等を吸収するゲッター剤を設け、封止缶の内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようにしてもよい。
【００３４】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、前記有機ＥＬ装置を製造方法に基づいて、本発明の有機ＥＬ装置を製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態の製造方法は、（１）隔壁部形成工程、（２）隔壁部表面処理工程（撥液化工程）、（３）正孔注入層形成工程、（４）有機発光層形成工程、（５）陰極形成工程及び（６）封止工程等を有する。
【００３５】
（１）隔壁部形成工程
まず、従来と同様にして画素電極１１１までを形成した基板２を用意し、この基板２の所定位置、すなわち画素電極１１を区画する位置に、図４に示すように隔壁部１１２を形成する。この隔壁部１１２の形成については、従来と同様に無機隔壁１１２ａを形成し、続いて有機隔壁１１２ｂを形成することで行う。
【００３６】
（２）隔壁部表面処理工程
次に、形成した隔壁部１１２及び画素電極１１１を表面処理する。具体的には、酸素ガスを用いたＯ２プラズマ処理によって画素電極１１１表面を親液化し、その後、テトラフルオロメタンを用いたＣＦ４プラズマ処理によって隔壁部１１２表面を撥液化する。
【００３７】
（３）正孔注入層形成工程
次に、前記隔壁部１１２内の前記画素電極１１１上に、正孔注入層１１０ａを形成する。
この正孔注入層形成工程では、正孔注入層形成材料として前記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを水とＮ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンで分散させたインク組成物を用い、これをインクジェット法（液滴吐出法）で前記隔壁部１１２内に選択的に吐出し、その後乾燥することで正孔注入層１１０ａを形成する。
【００３８】
すなわち、図５に示すようにインクジェットヘッドＨ１に形成された複数のノズルから前記インク組成物１１０ｃを吐出し、隔壁部１１２内の画素電極１１１上に配する。その後、このインク組成物１１０ｃを乾燥して溶媒を蒸発させ、図６に示すように厚さ５０ｎｍ程度の正孔注入層１１０ａを形成する。乾燥処理の条件としては、例えば真空乾燥を行った後、大気中にて１８０℃で１０分程度加熱処理を行うものとする。
【００３９】
（４）有機発光層形成工程
次に、前記隔壁部１１２内の前記正孔注入層１１０ａ上に、有機発光層１１０ｂを形成する。この有機発光層形成工程は、前記の分散材からなる膜を形成する工程と、前記の有機発光材料からなる膜を形成する工程と、前記の分散材からなる膜を再溶解させる工程と、その後乾燥して有機発光層１１０ｂを形成する工程とからなる。
【００４０】
まず、前記隔壁部１１２内の前記正孔注入層１１０ａ上に、前記分散材を有機溶媒に溶解したインク組成物をインクジェット法（液滴吐出法）で吐出し、その後真空乾燥して該インク組成物中の有機溶媒を除去し、図７（ａ）に示すように厚さ５０ｎｍ〜数百ｎｍ程度の分散材膜１３０を形成する。本実施形態では、前記インク組成物として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］をキシレン（沸点１４０℃）とシクロヘキシルベンゼン（沸点２３７．５℃）とで溶解したものを用い、これによってポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］からなる分散材膜１３０を得る。
【００４１】
次に、前記分散材膜１３０上に、マスクを用いた真空蒸着法（気相法）によって前記有機発光材料を選択的に成膜し、図７（ｂ）に示すように厚さ３ｎｍ程度の有機発光材料膜１３１を形成する。本実施形態では、有機発光材料として８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体［Ａｌｑ３］を用いることにより、このＡｌｑ３からなる有機発光材料膜１３１を得る。
ここで、この有機発光材料の真空蒸着では、形成する有機発光材料膜１３１の膜厚を３ｎｍ程度としていることから、この気相法での処理時間が従来に比べ大幅に短くなる。すなわち、低分子系材料によって有機発光層を形成する従来の場合では、真空蒸着法によってこの有機発光層を５０ｎｍ程度の厚さに成膜するため、この処理に数十分を要してしまい、生産性を損なう一因になっている。これに対して本実施形態では、前記したように有機発光材料膜１３１の膜厚を３ｎｍ程度としていることから、その処理時間が大幅に短くなっている。
【００４２】
また、マスクを用いて有機発光材料を前記分散材膜１３０上に選択的に配しているものの、ここで形成する有機発光材料膜１３１については、後述する再溶解工程で溶媒中に分散させてしまうため、その位置ずれや膜の均一性などについてあまり考慮する必要はない。したがって、この有機発光材料膜１３１の成膜に関しては、成膜時のマージンが大きく、これにより真空蒸着法による選択的成膜を容易に行うことができる。
【００４３】
次いで、図７（ｃ）に示すように前記有機発光材料膜１３１上に、前記分散材を溶解し、かつ前記有機発光材料を溶解しない有機溶媒１３２、本実施形態では分散材膜１３０を形成するためのインク材料に用いたキシレンおよびシクロヘキシルベンゼンからなる混合溶媒を、インクジェット法（液滴吐出法）で選択的に配する。すると、前記有機発光材料膜１３１は前記有機溶媒１３２には溶解しないものの、３ｎｍ程度と非常に薄いことから、前記有機溶媒１３２はこれを透過してその下地の分散材膜１３０に浸透する。このようにして有機溶媒１３２が分散材膜１３０に浸透すると、分散材膜１３０は該溶媒１３２中に再溶解する。すると、有機発光材料膜１３１は非常に薄く、その下地側が再溶解して溶液状になっているので、この有機発光材料膜１３１も膜構造を維持できず、この有機発光材料膜１３１を構成する有機発光材料は微粉末状になって図７（ｄ）に示すように前記溶媒１３２中に分散する。これにより、溶媒１３２は分散材を溶解しかつ有機発光材料を分散させてなる液状層１３３となる。
【００４４】
その後、前記液状層１３３を再度真空乾燥処理し、さらに窒素雰囲気にて９０℃で３０分程度の加熱処理を行うことにより、図７（ｅ）に示すように溶媒１３２を除去し、分散材中に有機発光材料が分散してなる有機発光層１１０ｂを得る。これにより、正孔注入層１１０ａと有機発光層１１０ｂとからなる有機機能層１１０が得られる。
【００４５】
（５）陰極形成工程
次に、前記有機発光層１１０ｂおよび隔壁部１１２の全面を覆って電子注入層として機能するＬｉＦ層を厚さ２ｎｍ程度に形成し、さらにその上にＣａ層を厚さ２０ｎｍ程度、Ａｌ層を厚さ２００ｎｍ程度に順次積層し、これによって図８に示すように陰極１２を形成する。
【００４６】
（６）封止工程
その後、エポキシ樹脂系の接着剤、よびガラス基板を用いて封止を行い、有機ＥＬ装置を得る。
【００４７】
このようにして得られた有機ＥＬ装置を、その画素電極１１１（第１電極）と陰極１２（第２電極）との間に電圧を印加することで発光させたところ、Ａｌｑ３に由来する緑色の良好な発光が観察された。したがって、本発明によって得られた有機ＥＬ装置は良好な発光をなすことが確認された。また、特に発光面についても観察したところ、Ａｌｑ３の凝集などに由来する不均一な発光が観察されず、したがってＡｌｑ３が有機発光層１１０ｂ中に均一に分散していることが確認された。
【００４８】
このような有機ＥＬ装置の製造方法にあっては、Ａｌｑ３のような低分子系の有機発光材料のように溶媒に対する溶解性が低い材料でも、これを気相法で分散材膜１３０上に成膜した後、溶媒１３２で分散材膜１３０を再溶解させることにより、有機発光材料膜１３１を構成する有機発光材料を該溶媒１３２中に分散させることができる。したがって、その後この溶媒１３２を含む液状層１３３を乾燥し、該液状層１３３中の溶媒を除去して分散材と有機発光材料とを固化することにより、分散材中に有機発光材料が均一に分散した有機発光層１１０ｂを形成することができる。
【００４９】
このように、溶媒に対する溶解性が低い有機発光材料を、分散材の再溶解によって該分散材中に分散させることができるので、結果的に液相法を応用して前記有機発光材料を画素領域に選択的に配することができるようになり、したがって従来では困難であった低分子系有機発光材料の液相法での成膜が可能となる。
また、このようにして形成された有機発光層１１０ｂは、有機発光材料が分散材中に分散しているので、濃度消光がない良好な発光特性を有するものとなる。すなわち、有機発光材料の濃度が高いと有機発光材料の分子間で相互作用が起こり、発光特性が低下するといった濃度消光が起こるものの、本発明による有機発光層１１０ｂは有機発光材料が分散材中に分散しているので、有機発光材料の分子間で相互作用がほとんど起こらず、したがって濃度消光が防止されたものとなり、良好な発光特性を有するものとなる。
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しな範囲で種々の変更が可能である。
例えば、有機発光層１１０ｂを形成する際に用いる各材料についても、前記したもの以外に種々のものが使用可能である。具体的には、前記分散材膜１３０を形成する際のインク材料としては、分散材として（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］と2-(4-tert-Butylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazolとを７：３の重量比で混合し、これらをキシレンおよびシクロヘキシルベンゼンからなる混合溶媒に溶解したものを用いることができる。
【００５１】
また、有機発光材料膜１３１を形成するための有機発光材料としては、トリス−２−フェニルピリジン−イリジウム［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］を用いることができる。
そして、これら各材料によって分散材膜１３０、有機発光材料膜１３１を形成した後、溶媒１３２としてキシレンおよびシクロヘキシルベンゼンからなる混合溶媒をインクジェット法（液滴吐出法）で選択的に配し、再溶解を行う。その後、乾燥・加熱処理を行うことにより、有機発光層１１０ｂを形成する。
このようにして有機発光層１１０ｂを形成しても、得られた有機ＥＬ装置は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３由来の良好な燐光発光が得られた。したがって、この有機ＥＬ装置も良好な発光をなすことが分かった。
【００５２】
（電子機器）
図９は、本発明の方法により製造された有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例を示す図である。本例の電子機器は、前述した方法によって製造された図３に示す有機ＥＬ装置を表示手段として備えている。ここでは、携帯電話の一例を斜視図で示しており、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。このように有機ＥＬ装置を表示手段として備える電子機器では、良好な表示特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る方法により製造された有機ＥＬ装置の等価回路図。
【図２】図１に示した有機ＥＬ装置を模式的に示す平面図。
【図３】図１に示した有機ＥＬ装置の表示領域を模式的に示す要部側断面図。
【図４】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図５】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図６】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図８】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図９】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００５４】
２…基板、１２…陰極（第２電極）、１１０…有機機能層、１１０ａ…正孔注入層、１１０ｂ…有機発光層、１１１…画素電極（第１電極）、１１２…隔壁部、１３０…分散材膜、１３１…有機発光材料膜、１３２…溶媒、１３３…液状層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子を備えてなる有機エレクトロルミネッセンス装置（有機ＥＬ装置）は、低電圧で高輝度の発光が得られるとして注目されている。
ところで、このような有機ＥＬ装置における有機発光層を形成する有機ＥＬ材料（有機発光材料）としては、大きく分けて高分子系のものと低分子系のものとに分類される。高分子系材料は、有機溶媒に対する溶解性が比較的高く、したがってインクジェット法等の液滴吐出法による選択塗布が可能となり、材料の無駄がなく、また製造が容易であるなどの利点がある。
【０００３】
一方、低分子系材料は、高分子系材料に比べて発光特性に優れているものが多いものの、π共役系の広がりを確保するため剛直な骨格を有するものが多く、したがって有機溶媒に対する溶解性が一般的に低くなっている。特に、金属錯体等の低分子系材料では、有機溶媒に対する溶解性が非常に低くなっている。そのため、低分子系材料の多くは液滴吐出法等のウエットプロセス（液相法）には不向きであり、例えば抵抗加熱による真空蒸着法を用いたドライプロセス（気相法）で成膜されている。
【０００４】
しかしながら、製造コスト等を考えると、前記したように選択塗布（インクジェット法など）が可能である方が有利であり、したがって発光特性の良い低分子系材料を、液相法で成膜することが検討されている。
このような背景のもとに、特許文献１では、低分子系の有機ＥＬ材料の溶解性を向上させるため、この有機ＥＬ材料にアルキル側鎖等を修飾し、有機溶剤に対する溶解性を高めることで液相法での成膜を可能にした材料が提案されている。
【特許文献１】特開２０００−２８１６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、溶解性を向上させるため有機ＥＬ材料にアルキル側鎖等を導入することは、有機ＥＬ材料の熱安定性の低下やキャリア輸送性（導電性）の低下を招き、素子特性、特に寿命を損なう要因になってしまう。
【０００６】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、有機溶剤に対する溶解性が低い低分子系の有機ＥＬ材料を、アルキル側鎖等を導入することなく、液相法を応用することで画素領域に選択的に配するようにした、有機ＥＬ装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、第１電極と第２電極との間に少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有した有機ＥＬ装置の製造方法であって、前記第１電極上に、溶媒に可溶な分散材を液相法で成膜し、分散材膜を形成する工程と、前記分散材膜上に、前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程と、前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配し、前記分散材膜を該溶媒中に再溶解させるとともに、前記有機発光材料膜を構成する有機発光材料を該溶媒中に分散させて液状層とする工程と、前記液状層を乾燥し、該液状層中の溶媒を除去して前記分散材と前記有機発光材料とを固化し、有機発光層を形成する工程と、を備えたことを特徴としている。
【０００８】
この有機ＥＬ装置の製造方法によれば、例えば低分子系の有機発光材料（有機ＥＬ材料）のように溶媒に対する溶解性が低い材料でも、これを気相法で分散材膜上に成膜した後、溶媒で前記分散材膜を再溶解させることにより、前記有機発光材料膜を構成する有機発光材料を該溶媒中に分散させることができる。したがって、その後この溶媒を含む液状層を乾燥し、該液状層中の溶媒を除去して前記分散材と前記有機発光材料とを固化することにより、前記分散材中に前記有機発光材料が分散した有機発光層を形成することができる。
このように、溶媒に対する溶解性が低い有機発光材料を、分散材の再溶解によって該分散材中に分散させることができるので、結果的に液相法を応用して前記有機発光材料を画素領域に選択的に配することができるようになる。
また、このようにして形成された有機発光層は、有機発光材料が分散材中に分散しているので、濃度消光がない良好な発光特性を有するものとなる。
【０００９】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記分散材膜を形成する工程の前に前記第１電極上に正孔注入層を形成する工程を有し、前記分散材膜を、前記正孔注入層上に形成するのが好ましい。
このようにすれば、第１電極と有機発光層との間に正孔注入層が介在することにより、第１電極を陽極とすることで有機発光層により良好に正孔が注入されるようになる。
【００１０】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記分散材はキャリア輸送性を有しているのが好ましい。
分散材がキャリア輸送性、すなわち正孔輸送性あるいは電子輸送性を有することにより、有機発光層の導電性が良好になる。したがって、第１電極あるいは第２電極から移動してきた正孔あるいは電子を、この有機発光層内でより良好に移動させ、前記有機発光材料に輸送することができる。
【００１１】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記第１電極を区画する隔壁部を形成する工程を有し、前記分散材膜を形成する工程は、前記隔壁部で区画された領域の前記第１電極上に分散材膜を形成するのが好ましい。
このようにすれば、隔壁部で区画された領域、すなわち隔壁部内で、分散材の再溶解、発光材料の溶媒中への分散を行うことができる。したがって、隔壁部で囲まれた領域毎に、前記分散材中に前記有機発光材料が分散してなる有機発光層を確実に形成することができる。
【００１２】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配する際、該溶媒を液滴吐出法により、前記隔壁部で区画された領域に選択的に配するのが好ましい。
このようにすれば、前記溶媒を前記隔壁部内に、容易にかつ正確に配することができる。
【００１３】
また、前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程は、マスクを用いた真空蒸着法により、前記分散材膜上に前記有機発光材料を選択的に配することで行うのが好ましい。
マスクを用いた真空蒸着法による選択的な成膜では、マスクの合わせずれを無くすのが困難となる場合が多いが、この方法では、一旦形成した有機発光材料膜を、前記したように後工程において溶媒中に分散させるため、形成した有機発光材料膜についてはその位置ずれが問題とならない。したがって、成膜時のマージンが大きく、これにより真空蒸着法による選択的成膜を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を図面を参照して詳しく説明する。
まず、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法の説明に先立ち、この方法で製造される有機ＥＬ装置の概略構成について説明する。なお、本実施形態では、参照する各図面における各層や各部材については、図面上で認識可能な程度の大きさとするため、それぞれ縮尺を異ならせて記載している。
【００１５】
（有機ＥＬ装置）
図１は、本発明の製造方法により製造された有機ＥＬ装置の、配線構造を示す等価回路図、図２は、該有機ＥＬ装置を模式的に示す平面図、図３は、該有機ＥＬ装置の表示領域を模式的に示す要部側断面図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明に係る有機ＥＬ装置は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に対して並列する方向に延びる複数の電源線１０３とがそれぞれ設けられた構成を有している。走査線１０１及び信号線１０２の各交点付近には、画素領域Ｐが設けられている。
【００１７】
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が接続されている。
画素領域Ｐの各々には、走査線１０１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２を介して信号線１０２から供給される画素信号を保持する保持容量ｃａｐと、該保持容量ｃａｐによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ１２３と、この駆動用薄膜トランジスタ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極（陽極；第１電極）１１１と、この画素電極１１１と対向電極（陰極；第２電極）１２との間に位置する有機機能層１１０とが設けられている。そして、画素電極１１１および対向電極１２と、これらの間に挟持された有機機能層１１０とにより、有機ＥＬ素子が構成されている。
【００１８】
走査線１０１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１２２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて駆動用の薄膜トランジスタ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに有機機能層１１０を介して陰極１２に電流が流れる。すると、有機機能層１１０では流れる電流量に応じて発光する。
【００１９】
この有機ＥＬ装置は、図３に示すようにガラス等からなる透明な基板２と、前記有機ＥＬ素子を基板２上にマトリックス状に配置して形成されたＥＬ素子部１１と、ＥＬ素子部１１上に形成された陰極１２とを備えて構成されたものである。
基板２は、図２に示すようにその中央に位置する表示領域２ａと、周縁に位置して表示領域２ａを囲む非表示領域２ｃとに区画されている。なお、表示領域２ａは、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子によって形成された領域であり。
【００２０】
また、非表示領域２ｃには、前記の電源線１０３が配設されており、表示領域２ａの両側には、前記の走査側駆動回路１０５、１０５が配置されている。さらに、走査側駆動回路１０５、１０５の両側には、走査側駆動回路１０５、１０５に接続する駆動回路用制御信号配線１０５ａと駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。表示領域２ａの図示上側には製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行う検査回路１０６が配置されている。
【００２１】
また、この有機ＥＬ装置には、図３に示すように基板２上に、ＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４、有機機能層１１０が形成されたＥＬ素子部１１及び陰極１２が順次積層されて構成されている。ここで、この有機ＥＬ装置は、有機機能層１１０から基板２側に発した光が、回路素子部１４及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射するとともに、有機機能層１１０から基板２の反対側に発し光が、陰極１２で反射して回路素子部１４及び基板２を透過し、基板２の下側（観測者側）に出射する、ボトムエミッション型となっている。なお、前記陰極１２として透明な材料を用いれば、陰極側から発光光を出射するトップエミッション型とすることもできる。透明な陰極材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｎｉ、Ｐｄ等を挙げることができる。
【００２２】
基板２上にはシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成されており、この下地保護膜２ｃ上に、回路素子部１４が形成されている。この回路素子部１４には、多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が前記下地保護膜２ｃ上に形成されており、この半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂと、チャネル領域１４１ｃとが形成されている。
【００２３】
また、前記下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆う透明なゲート絶縁膜１４２が形成され、ゲート絶縁膜１４２上にはＡｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線１０１）が形成され、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されている。ゲート電極１４３は、半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に設けられている。また、第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂには、これらを貫通して、半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ通じるコンタクトホール１４５，１４６が形成されている。
【００２４】
そして、第２層間絶縁膜１４４ｂ上には、ＩＴＯ等からなる透明な画素電極（第１電極）１１１が所定の形状にパターニングされて形成されており、一方のコンタクトホール１４５がこの画素電極１１１に通じている。また、他方のコンタクトホール１４６は電源線１０３に通じている。このような構成により、回路素子部１４には各画素電極１１１に接続された駆動用の薄膜トランジスタ１２３が形成されている。
【００２５】
ＥＬ素子部１１は、各画素電極１１１を区画してその内部に画素領域を形成する隔壁部１１２と、該隔壁部１１２の内部にて前記画素電極１１１上に形成された有機機能層１１０とを有して構成されている。隔壁部１１２は、基板２側に設けられたＳｉＯ２等からなる無機隔壁１１２ａと、この無機隔壁１１２ａに設けられたアクリル樹脂等からなる有機隔壁１１２ｂとによって構成されている。これら隔壁部１１２および有機機能層１１０上には、これらを覆って陰極（第２電極）１２が設けられている。なお、無機隔壁１１２ａには、画素電極１１１を露出させる下部開口部が形成されており、有機隔壁１１２ｂには、前記の下部開口部に連通する上部開口部が形成されている。
【００２６】
隔壁部１１２の内部、すなわち前記下部開口部および上部開口部の内部に形成された有機機能層１１０は、画素電極１１１上に設けられた正孔注入層１１０ａと、正孔注入層１１０ａ上に形成された有機発光層１１０ｂとから構成されている。
正孔注入層１１０ａは、有機発光層１１０ｂに正孔を注入する機能を有するとともに、正孔注入層１１０ａ内部において正孔を輸送する機能を有している。また、有機発光層１１０ｂでは、正孔注入層１１０ａから注入された正孔と、陰極１２から注入される電子とが再結合し、発光するようになっている。したがって、正孔注入層１１０ａを画素電極１１１と有機発光層１１０ｂとの間に設けることにより、有機発光層１１０ｂに正孔がより良好に注入されるようになり、有機発光層１１０ｂの発光特性が向上する。
【００２７】
ここで、正孔注入層１１０ａの形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルフォン酸との混合物、具体的には、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸［ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ］の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオシチオフェンを分散させ、さらにこれを水等に分散させた分散液などが用いられる。
【００２８】
また、有機発光層１１０ｂは、分散材中に有機発光材料が分散してなるものである。この有機発光層１１０ｂの形成材料としては、有機溶媒と、この有機溶媒に可溶な分散材と、この有機溶媒に不溶な有機発光材料（有機ＥＬ材料）とが用いられている。有機溶媒としては、特に限定されることなく種々のものが用いられるが、後述するように有機発光層１１０ｂが正孔注入層１１０ａ上に形成されることから、この正孔注入層１１０ａを再溶解させないよう、例えば非極性の有機溶媒が好適に用いられ、具体的には、キシレンやシクロヘキシルベンゼンなどが好適に用いられる。
【００２９】
分散材としては、前述したように前記有機溶媒に対して良好な溶解性を有する有機材料が用いられる。その溶解性については、常温で０．１重量％以上溶解するものであればよいが、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは８０重量％以上溶解するものが用いられる。この分散材としては、キャリア輸送性、すなわち正孔輸送性あるいは電子輸送性を有しているのが好ましく、このようにキャリア輸送性を有することにより、有機発光層１１０ｂの導電性を高めることができる。このような分散材としては、例えば正孔輸送性を有するポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］や、2-(4-tert-Butylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazol等のオキサジアゾール誘導体等が好適に用いられる。
【００３０】
有機発光材料としては、前述したように前記有機溶媒に対して不溶な、すなわち溶解性が極めて低い有機材料が用いられる。その溶解性については、常温で１０重量％以上溶解しないものであればよいが、好ましくは３重量％以下、より好ましくは１重量％以下しか溶解しないものが用いられる。このような有機発光材料として具体的には、電子輸送性を有する８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体［Ａｌｑ３］や、トリス−２−フェニルピリジン−イリジウム［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］、さらには、ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等の低分子系材料が好適に用いられる。
【００３１】
なお、本発明においては、有機発光層１１０ｂは単色の発光をなすものであってもよく、また、赤色、緑色、青色の三色の発光をなし、これによってフルカラー表示を可能にするものであってもよい。フルカラー表示を行う場合、前記隔壁部１１２で区画されてなる領域毎に、赤色発光をなす有機発光層１１０ｂと緑色発光をなす有機発光層１１０ｂと青色発光をなす有機発光層１１０ｂとを適宜に配置し、これら赤・緑・青の発光層を一つの画素とすることにより、フルカラー表示をなすことができる。
【００３２】
陰極１２は、ＥＬ素子部１１の全面に形成されたもので、画素電極１１１と対になって有機機能層１１０に電流を流す役割を果たしている。この陰極１２は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とがこの順に積層されて構成されている。アルミニウム層は、発光層１１０ｂから発した光を基板２側に反射させる反射膜としても機能するものである。なお、Ａｌ膜に代えて、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜等を用いることもできる。さらにアルミニウム層上に、ＳｉＯ、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等からなる酸化防止用の保護層を設けてもよい。
また、発光層１１０ｂと陰極１２との間にＬｉＦ等の電子注入・輸送層を設け、発光効率をより高めるようにしてもよい。
【００３３】
なお、図３に示すＥＬ素子部１１上には、図示しないものの封止部が備えられる。この封止部は、例えば基板２の周囲に環状に封止樹脂を塗布し、さらに封止缶によって封止することで形成することができる。前記封止樹脂は、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等からなり、特に、熱硬化樹脂の１種であるエポキシ樹脂よりなることが好ましい。この封止部は、陰極１２またはＥＬ素子部１１内に形成された発光層の酸化を防止する目的で設けられる。また、前記封止缶の内側には水、酸素等を吸収するゲッター剤を設け、封止缶の内部に侵入した水又は酸素を吸収できるようにしてもよい。
【００３４】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、前記有機ＥＬ装置を製造方法に基づいて、本発明の有機ＥＬ装置を製造方法の一実施形態を説明する。
本実施形態の製造方法は、（１）隔壁部形成工程、（２）隔壁部表面処理工程（撥液化工程）、（３）正孔注入層形成工程、（４）有機発光層形成工程、（５）陰極形成工程及び（６）封止工程等を有する。
【００３５】
（１）隔壁部形成工程
まず、従来と同様にして画素電極１１１までを形成した基板２を用意し、この基板２の所定位置、すなわち画素電極１１を区画する位置に、図４に示すように隔壁部１１２を形成する。この隔壁部１１２の形成については、従来と同様に無機隔壁１１２ａを形成し、続いて有機隔壁１１２ｂを形成することで行う。
【００３６】
（２）隔壁部表面処理工程
次に、形成した隔壁部１１２及び画素電極１１１を表面処理する。具体的には、酸素ガスを用いたＯ２プラズマ処理によって画素電極１１１表面を親液化し、その後、テトラフルオロメタンを用いたＣＦ４プラズマ処理によって隔壁部１１２表面を撥液化する。
【００３７】
（３）正孔注入層形成工程
次に、前記隔壁部１１２内の前記画素電極１１１上に、正孔注入層１１０ａを形成する。
この正孔注入層形成工程では、正孔注入層形成材料として前記ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを水とＮ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンで分散させたインク組成物を用い、これをインクジェット法（液滴吐出法）で前記隔壁部１１２内に選択的に吐出し、その後乾燥することで正孔注入層１１０ａを形成する。
【００３８】
すなわち、図５に示すようにインクジェットヘッドＨ１に形成された複数のノズルから前記インク組成物１１０ｃを吐出し、隔壁部１１２内の画素電極１１１上に配する。その後、このインク組成物１１０ｃを乾燥して溶媒を蒸発させ、図６に示すように厚さ５０ｎｍ程度の正孔注入層１１０ａを形成する。乾燥処理の条件としては、例えば真空乾燥を行った後、大気中にて１８０℃で１０分程度加熱処理を行うものとする。
【００３９】
（４）有機発光層形成工程
次に、前記隔壁部１１２内の前記正孔注入層１１０ａ上に、有機発光層１１０ｂを形成する。この有機発光層形成工程は、前記の分散材からなる膜を形成する工程と、前記の有機発光材料からなる膜を形成する工程と、前記の分散材からなる膜を再溶解させる工程と、その後乾燥して有機発光層１１０ｂを形成する工程とからなる。
【００４０】
まず、前記隔壁部１１２内の前記正孔注入層１１０ａ上に、前記分散材を有機溶媒に溶解したインク組成物をインクジェット法（液滴吐出法）で吐出し、その後真空乾燥して該インク組成物中の有機溶媒を除去し、図７（ａ）に示すように厚さ５０ｎｍ〜数百ｎｍ程度の分散材膜１３０を形成する。本実施形態では、前記インク組成物として、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］をキシレン（沸点１４０℃）とシクロヘキシルベンゼン（沸点２３７．５℃）とで溶解したものを用い、これによってポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］からなる分散材膜１３０を得る。
【００４１】
次に、前記分散材膜１３０上に、マスクを用いた真空蒸着法（気相法）によって前記有機発光材料を選択的に成膜し、図７（ｂ）に示すように厚さ３ｎｍ程度の有機発光材料膜１３１を形成する。本実施形態では、有機発光材料として８−ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体［Ａｌｑ３］を用いることにより、このＡｌｑ３からなる有機発光材料膜１３１を得る。
ここで、この有機発光材料の真空蒸着では、形成する有機発光材料膜１３１の膜厚を３ｎｍ程度としていることから、この気相法での処理時間が従来に比べ大幅に短くなる。すなわち、低分子系材料によって有機発光層を形成する従来の場合では、真空蒸着法によってこの有機発光層を５０ｎｍ程度の厚さに成膜するため、この処理に数十分を要してしまい、生産性を損なう一因になっている。これに対して本実施形態では、前記したように有機発光材料膜１３１の膜厚を３ｎｍ程度としていることから、その処理時間が大幅に短くなっている。
【００４２】
また、マスクを用いて有機発光材料を前記分散材膜１３０上に選択的に配しているものの、ここで形成する有機発光材料膜１３１については、後述する再溶解工程で溶媒中に分散させてしまうため、その位置ずれや膜の均一性などについてあまり考慮する必要はない。したがって、この有機発光材料膜１３１の成膜に関しては、成膜時のマージンが大きく、これにより真空蒸着法による選択的成膜を容易に行うことができる。
【００４３】
次いで、図７（ｃ）に示すように前記有機発光材料膜１３１上に、前記分散材を溶解し、かつ前記有機発光材料を溶解しない有機溶媒１３２、本実施形態では分散材膜１３０を形成するためのインク材料に用いたキシレンおよびシクロヘキシルベンゼンからなる混合溶媒を、インクジェット法（液滴吐出法）で選択的に配する。すると、前記有機発光材料膜１３１は前記有機溶媒１３２には溶解しないものの、３ｎｍ程度と非常に薄いことから、前記有機溶媒１３２はこれを透過してその下地の分散材膜１３０に浸透する。このようにして有機溶媒１３２が分散材膜１３０に浸透すると、分散材膜１３０は該溶媒１３２中に再溶解する。すると、有機発光材料膜１３１は非常に薄く、その下地側が再溶解して溶液状になっているので、この有機発光材料膜１３１も膜構造を維持できず、この有機発光材料膜１３１を構成する有機発光材料は微粉末状になって図７（ｄ）に示すように前記溶媒１３２中に分散する。これにより、溶媒１３２は分散材を溶解しかつ有機発光材料を分散させてなる液状層１３３となる。
【００４４】
その後、前記液状層１３３を再度真空乾燥処理し、さらに窒素雰囲気にて９０℃で３０分程度の加熱処理を行うことにより、図７（ｅ）に示すように溶媒１３２を除去し、分散材中に有機発光材料が分散してなる有機発光層１１０ｂを得る。これにより、正孔注入層１１０ａと有機発光層１１０ｂとからなる有機機能層１１０が得られる。
【００４５】
（５）陰極形成工程
次に、前記有機発光層１１０ｂおよび隔壁部１１２の全面を覆って電子注入層として機能するＬｉＦ層を厚さ２ｎｍ程度に形成し、さらにその上にＣａ層を厚さ２０ｎｍ程度、Ａｌ層を厚さ２００ｎｍ程度に順次積層し、これによって図８に示すように陰極１２を形成する。
【００４６】
（６）封止工程
その後、エポキシ樹脂系の接着剤、よびガラス基板を用いて封止を行い、有機ＥＬ装置を得る。
【００４７】
このようにして得られた有機ＥＬ装置を、その画素電極１１１（第１電極）と陰極１２（第２電極）との間に電圧を印加することで発光させたところ、Ａｌｑ３に由来する緑色の良好な発光が観察された。したがって、本発明によって得られた有機ＥＬ装置は良好な発光をなすことが確認された。また、特に発光面についても観察したところ、Ａｌｑ３の凝集などに由来する不均一な発光が観察されず、したがってＡｌｑ３が有機発光層１１０ｂ中に均一に分散していることが確認された。
【００４８】
このような有機ＥＬ装置の製造方法にあっては、Ａｌｑ３のような低分子系の有機発光材料のように溶媒に対する溶解性が低い材料でも、これを気相法で分散材膜１３０上に成膜した後、溶媒１３２で分散材膜１３０を再溶解させることにより、有機発光材料膜１３１を構成する有機発光材料を該溶媒１３２中に分散させることができる。したがって、その後この溶媒１３２を含む液状層１３３を乾燥し、該液状層１３３中の溶媒を除去して分散材と有機発光材料とを固化することにより、分散材中に有機発光材料が均一に分散した有機発光層１１０ｂを形成することができる。
【００４９】
このように、溶媒に対する溶解性が低い有機発光材料を、分散材の再溶解によって該分散材中に分散させることができるので、結果的に液相法を応用して前記有機発光材料を画素領域に選択的に配することができるようになり、したがって従来では困難であった低分子系有機発光材料の液相法での成膜が可能となる。
また、このようにして形成された有機発光層１１０ｂは、有機発光材料が分散材中に分散しているので、濃度消光がない良好な発光特性を有するものとなる。すなわち、有機発光材料の濃度が高いと有機発光材料の分子間で相互作用が起こり、発光特性が低下するといった濃度消光が起こるものの、本発明による有機発光層１１０ｂは有機発光材料が分散材中に分散しているので、有機発光材料の分子間で相互作用がほとんど起こらず、したがって濃度消光が防止されたものとなり、良好な発光特性を有するものとなる。
【００５０】
なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しな範囲で種々の変更が可能である。
例えば、有機発光層１１０ｂを形成する際に用いる各材料についても、前記したもの以外に種々のものが使用可能である。具体的には、前記分散材膜１３０を形成する際のインク材料としては、分散材として（Ｎ−ビニルカルバゾール）［ＰＶＫ］と2-(4-tert-Butylphenyl)-5-(4-biphenylyl)-1,3,4-oxadiazolとを７：３の重量比で混合し、これらをキシレンおよびシクロヘキシルベンゼンからなる混合溶媒に溶解したものを用いることができる。
【００５１】
また、有機発光材料膜１３１を形成するための有機発光材料としては、トリス−２−フェニルピリジン−イリジウム［Ｉｒ（ｐｐｙ）３］を用いることができる。
そして、これら各材料によって分散材膜１３０、有機発光材料膜１３１を形成した後、溶媒１３２としてキシレンおよびシクロヘキシルベンゼンからなる混合溶媒をインクジェット法（液滴吐出法）で選択的に配し、再溶解を行う。その後、乾燥・加熱処理を行うことにより、有機発光層１１０ｂを形成する。
このようにして有機発光層１１０ｂを形成しても、得られた有機ＥＬ装置は、Ｉｒ（ｐｐｙ）３由来の良好な燐光発光が得られた。したがって、この有機ＥＬ装置も良好な発光をなすことが分かった。
【００５２】
（電子機器）
図９は、本発明の方法により製造された有機ＥＬ装置を用いた電子機器の一例を示す図である。本例の電子機器は、前述した方法によって製造された図３に示す有機ＥＬ装置を表示手段として備えている。ここでは、携帯電話の一例を斜視図で示しており、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示している。このように有機ＥＬ装置を表示手段として備える電子機器では、良好な表示特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係る方法により製造された有機ＥＬ装置の等価回路図。
【図２】図１に示した有機ＥＬ装置を模式的に示す平面図。
【図３】図１に示した有機ＥＬ装置の表示領域を模式的に示す要部側断面図。
【図４】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図５】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図６】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図８】実施形態に係る製造方法の工程説明図。
【図９】電子機器の一例を示す斜視構成図。
【符号の説明】
【００５４】
２…基板、１２…陰極（第２電極）、１１０…有機機能層、１１０ａ…正孔注入層、１１０ｂ…有機発光層、１１１…画素電極（第１電極）、１１２…隔壁部、１３０…分散材膜、１３１…有機発光材料膜、１３２…溶媒、１３３…液状層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と第２電極との間に少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有した有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記第１電極上に、溶媒に可溶な分散材を液相法で成膜し、分散材膜を形成する工程と、
前記分散材膜上に、前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程と、
前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配し、前記分散材膜を該溶媒中に再溶解させるとともに、前記有機発光材料膜を構成する有機発光材料を該溶媒中に分散させて液状層とする工程と、
前記液状層を乾燥し、該液状層中の溶媒を除去して前記分散材と前記有機発光材料とを固化し、有機発光層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記分散材膜を形成する工程の前に前記第１電極上に正孔注入層を形成する工程を有し、前記分散材膜を、前記正孔注入層上に形成することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記分散材はキャリア輸送性を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極を区画する隔壁部を形成する工程を有し、前記分散材膜を形成する工程は、前記隔壁部で区画された領域の前記第１電極上に分散材膜を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配する際、該溶媒を液滴吐出法により、前記隔壁部で区画された領域に選択的に配することを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程は、マスクを用いた真空蒸着法により、前記分散材膜上に前記有機発光材料を選択的に配することで行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１】
第１電極と第２電極との間に少なくとも有機発光層を含む有機機能層を有した有機ＥＬ装置の製造方法であって、
前記第１電極上に、溶媒に可溶な分散材を液相法で成膜し、分散材膜を形成する工程と、
前記分散材膜上に、前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程と、
前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配し、前記分散材膜を該溶媒中に再溶解させるとともに、前記有機発光材料膜を構成する有機発光材料を該溶媒中に分散させて液状層とする工程と、
前記液状層を乾燥し、該液状層中の溶媒を除去して前記分散材と前記有機発光材料とを固化し、有機発光層を形成する工程と、を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記分散材膜を形成する工程の前に前記第１電極上に正孔注入層を形成する工程を有し、前記分散材膜を、前記正孔注入層上に形成することを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記分散材はキャリア輸送性を有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記第１電極を区画する隔壁部を形成する工程を有し、前記分散材膜を形成する工程は、前記隔壁部で区画された領域の前記第１電極上に分散材膜を形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記有機発光材料膜上に前記溶媒を配する際、該溶媒を液滴吐出法により、前記隔壁部で区画された領域に選択的に配することを特徴とする請求項４記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記溶媒に不溶な有機発光材料を気相法で成膜し、有機発光材料膜を形成する工程は、マスクを用いた真空蒸着法により、前記分散材膜上に前記有機発光材料を選択的に配することで行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−２４３５４２（Ｐ２００８−２４３５４２Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８１３２１（Ｐ２００７−８１３２１）
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２７日（２００７．３．２７）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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